CN1989709A - 扫描tdma信道的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于在无线通信全貌100中通过订户单元扫描TDMA信道的方法和系统。订户单元锁定到预编程在订户单元的信道上。基地无线电装置向订户单元发射控制消息。控制消息向订户单元通知出现在信道上的活动。订户单元接收和解码控制消息，以确定在信道上是否存在活动。如果存在，则订户单元确定该活动是否是所关注。如果是所关注的，则订户单元保持在信道上，以接收出现在信道上的接收活动。

Description

扫描TDMA信道的方法和系统

发明领域

本发明总的来说涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及在时分多址(TDMA)系统中的扫描。

发明背景

通常，无线通信系统包括：“订户单元”(subscriber unit)的集合，典型地，订户单元是通信路径的端点；以及基地无线电装置(也已知为“中继器”)的集合，典型地是固定的和居间的设备，通过该设备，可以建立或保持至订户单元(SU)的通信路径。一个该类型的系统是时分多址(TDMA)通信系统，其中无线电媒体(或RF频率)被分成时隙，以承载系统的通信。由于通信系统每次承载很多通信，因此订户单元可能希望监视系统中的其他通信。扫描是允许订户单元监视系统中其他通信的特征。

无线通信系统的SU利用被称为“扫描”的特征，其中SU锁定在SU中预编程列表的特定RF频率上。扫描列表中的RF频率可以与多于一个无线通信系统相关联。例如，SU在其扫描列表中可以具有来自Schaumburg消防部门和Rolling Meadows消防部门的RF频率。如果预编程的扫描列表非常长并且具有很多RF频率，则扫描特征会占用很长时间。而且，在通常情况中，当很多RF通信在正常情况中对进行扫描的SU无兴趣时，进行扫描的SU花费了很多时间监听其不感兴趣的通信。例如，这发生在当RF频率包括在预编程扫描列表中，但当前通信寻址到进行扫描的SU不感兴趣的SU或SU群。

因此，存在对这样的扫描TDMA信道的需求，即其改进了SU花费在扫描上的时间量。

附图简述

现在仅通过示例的方式，参考附图，描述了本发明的说明性实施例，在附图中：

图1是根据本发明实施例的无线通信系统全貌(landscape)的框图；

图2是用于提供语音传输的信道接入的示例性方法的流程图。

图3是称为“活动更新”的特定“公共通告信道”消息的示例。

应当理解，为了说明的简单和清楚的目的，图中示出的元件不必要按照尺寸绘制。例如，某些元件的尺寸相对于另一些元件是放大的。而且，在适当的地方，在图中指出相同元件的参考数字是重复的。

具体实施方式

现在参考图1，示出了本发明的方法和设备的示例，本发明可以使用并且并入到典型的无线通信全貌100中，该无线通信全貌100具有系统110、系统120和系统130。说明的示例具有3个系统110、120、130，由此，系统由多种RF频率通信资源、基地无线电装置(BR)和订户单元(SU)组成的系统可选地由系统控制器(未示出)管理，由此，SU利用BR(也已知为中继器)发送和接收通信。

系统110包括多个小区，每个小区具有：典型地位于小区中心的BR3、5、7、9、11、13；以及多个SU12、14、16、18、20、22，它们全部在分配给系统110的RF频率上进行通信。系统110中的SU12、14、16、18、20、22在它们的预编程扫描列表中可以包含与系统110中的BR3、5、7、9、11、13相关联的全部RF频率。系统120包括：多个小区，每个小区具有典型地位于小区中心的BR26、28、30；以及多个SU34、36、38，它们全部在分配给系统120的RF频率上进行通信。系统120中的SU34、36、38在它们的预编程扫描列表中可以包含与BR26、28、30相关联的全部RF频率。而且，SU36可以包含与系统110中的BR和系统130中的BR相关联的RF频率，这是因为SU36足够接近全部3个系统110、120、130。系统130包括带有BR24和SU32、40的小区，它们全部在分配给系统130的RF频率上通信。而且，BR3、13、24、28全部可以操作在相同的RF频率上，但是使用不同的颜色代码，这是因为BR是通过大的地理距离分隔的。

BR优选地包括固定装备，用于向和从SU传送数据/控制和语音信息，以协助无线通信全貌100中的SU之间的通信。订户单元(SU)优先地包括：移动或便携式设备(诸如车载或手持无线电装置或无线电电话)，这些移动或便携式设备能够使用时分多址(TDMA)或时分又工(TDD)技术与BR通信，如此处进一步描述的，其中指定的时间分段被分成用于单独通信的分配时隙。如现有技术中已知的，系统中每个RF频率承载时隙，由此每个时隙被已知为“信道”。因此，对于如图1的BR，每个BR具有与覆盖区域相关联的2个信道。

在本发明的说明性实施例中，无线通信全貌100假设了2个时隙TDMA通信系统；然而，在TDMA通信系统中可以使用其他时隙划分(slotting)比率，并且仍可以保持在本发明的精神和范围中。在说明性实施例中，SU通过解码“公共通告信道”(Common AnnouncementChannel)(CACH)猝发串中的TDMA信道字段，确定时隙编号，由此CACH猝发串用于无线通信全貌(landscape)100中的信令信息。在2个时隙TDMA通信系统的说明性实施例中，CACH猝发串对于时隙1和时隙2是共同的。

如现有技术中已知的，“颜色代码”是由利用相同BR的SU群所使用的共同标识符。例如，如图1所示，SU12、14、22是一种颜色代码，这是因为它们利用相同的BR，即BR9。而且，颜色代码字段可以出现在嵌入的信令消息和通用数据猝发串中，用于提供寻址无线电网络或特定中继器的手段，从而可以拒绝共信道干扰。而且，如现有技术中已知的，“通话群”是共享RF频率和时隙并且具有相同颜色代码的SU群。在说明性实施例中，通话群由16比特通话群标识符(TGID)标识，并且单独的订户单元由24比特订户单元标识符(SUID)标识。因此，在说明性实施例中，共享颜色代码的SU进一步被细分为通话群，由此在一个通话群中的SU不会听到其他通话群中的SU。

如此处所使用的，术语“通信”和“传输”是以可互换的方式使用的，并且指从一个时隙的一个无线电装置中发出的连续的TDMA猝发串。这样，传输可以一般地指语音、数据或涉及无线通信全貌100的控制信息。术语“呼叫”指无线通信全貌100中的SU之间的相关语音传输。

如现有技术中已知，术语“猝发串”指的是TDMA传输的最小独立单位。在说明性实施例中，对于在Motorola Low Tier数字系统中得到的猝发串，定义的传输是216比特有效负载和48比特同步或嵌入信令。所定义的传输占用27.5msec进行发射，并且可以跟随有2.5msec的保护时间或CACH猝发串。因此，在该Motorola Low Tier数字系统中的“猝发串”是30msec。

在说明性实施例中，在以下3种情况的至少一种情况中执行扫描：1)当SU开机，此时接收机按照预编程在SU中的列表中的设定次序，自动变更“信道”，2)当SU的用户手动地敲击按钮或转动拨盘，以手动方式完整地步进预编程在SU中的频率，以及3)当SU的用户将SU设定到扫描模式时，此时接收机按照预编程在SU中的列表的设定次序，自动变更频率。

而且，存在SU执行的不同类型的扫描。可以对SU进行编程，以基于活动的传输特性执行扫描，诸如活动的传输是语音、数据、群、单独的、紧急的还是非紧急的。例如，进行扫描的SU可以被编程为对仅承载语音传输的信道进行扫描。而且，进行扫描的SU可以被编程为对仅承载数据传输的信道进行扫描。而且，进行扫描的SU可以编程为对承载寻址到单独SU的语音传输的信道和寻址到通话群的非语音传输的信道进行扫描。而且，进行扫描的SU可以编程为对承载寻址到单独SU的数据传输的信道和寻址到通话群的非数据传输的信道进行扫描。另一个示例，进行扫描的SU可以编程为对承载任何紧急传输的信道进行扫描，而不管活动的传输所关联的群。另一个示例，进行扫描的SU可以编程为对仅承载非紧急传输的信道进行扫描，而不管活动的传输所关联的群。可以想象，存在组合以下特性的许多示例，该特性是将进行扫描的SU编程为仅搜索特定活动的传输，并且上述列出的示例仅是说明性的而非穷尽的。

参考图2，在操作中，SU通过调整到预编程在进行扫描的SU中的扫描列表中列举的指定信道，执行扫描功能(块202)。如现有技术中已知的，信道也被已知为“个性参数”，其中个性参数典型地是具有附加限定(qualifying)信息的射频(RF)。进行扫描的SU暂停在所选择的个性参数上持续指定的时间段，并且测试是否检测到RF载波(块204)。在一个实施例中，被编程为仅扫描语音传输的进行扫描的SU在继续进行之前暂停25msec。

如同现有技术中已知的，指定时间段取决于期望被进行扫描的SU接收到的信号类型，诸如模拟语音、FDMA数字、以及TDMA数字。而且，指定时间可以段取决于所执行的扫描的类型。如上文所述，扫描类型可以取决于活动的传输的特性，诸如活动的传输是语音、数据、单独的、紧急的和非紧急的。例如，如果进行扫描的SU被编程为扫描仅承载数据传输的信道，则其可以在继续进行之前等待65msec。

如果出现RF载波，则进行扫描的SU保持在所选择的个性参数上，并且执行同步(块206)。在说明性实施例中，执行BR和SU之间的同步涉及等待预定时间段，用于检测时隙同步信号。时隙同步信号是48比特(也已知为24码元)帧同步字。时隙同步信号标识了TDMA猝发串的中心以及出现在TDMA信道上的通信类型，从而进行扫描的SU中的接收能够在TDMA信道上接收传输。在预定时间段内检测到时隙同步信号时，完成了执行同步。在一个实施例中，进行扫描的SU必须在335msec内接收时隙同步信号。如果BR和SU之间的通信是同步的，或者SU成功地能够执行BR和SU之间的同步，则SU确定信道上活动的传输的颜色代码(块208)。

如现有技术中已知的，不管是否检测到载波(块202)，接收帧同步消息的进行扫描的SU进一步解码个性参数。因此，如果执行帧同步，则进行扫描的SU在个性参数上保持额外的时间量，以确定信道上是否存在活动的传输的颜色代码的匹配(块208)。如果不存在颜色代码的匹配(块208)、帧同步(块206)、或载波(块204)，则进行扫描的SU调整到预编程扫描表中的下一个信道(块220)。

如果在信道上存在活动的传输的颜色代码匹配，则进行扫描的SU保持在信道上，并且解码被称为“活动更新”消息300的特定CACH消息(块210)。在说明性实施例中，活动更新消息300是4猝发串CACH消息，用于协助标识信道上是否存在活动的传输(也被称为“活动”)。活动更新消息300提供了这样的信息，该信息指出是否进行扫描的SU应当驻留在信道上或应当恢复扫描。

如图3所示，活动更新消息3包含特定于每个时隙的活动字段304、306，其指出了在两个时隙中的任何一相时隙上信道当前支持呼叫还是传输。例如，如图3所示，1比特字段304指出时隙1支持呼叫还是传输，并且1比特字段306指出时隙2是支持呼叫还是传输，其中值“0”指出时隙不是活动的，并且1指出时隙上的活动的传输。如果在时隙上存在活动的传输，(块211)，则进行扫描的SU确定活动的传输是否是进行扫描的SU所关注的。在其他情况下，进行扫描的SU移动到预编程扫描表中的下一个个性参数(块220)。

而且，如果出现活动的传输，则活动更新消息300也具有用于标识传输类型的其他信息。例如，传输可以是语音、数据、紧急的、通话群或单独传输，如图3所示。如图3所示，语音或数据传输由1比特字段314、318进行通知，其中值“0”指出活动的传输是语音传输，并且“1”指出活动的传输是数据传输。如图3所示，紧急或非紧急由1比特字段312、316进行通知，其中值“0”指出活动的传输是非紧急传输，并且“1”指出活动的传输是紧急传输。如图3所示，群或单独呼叫由1比特字段320、322进行通知，其中值“0”指出活动的传输是通话群传输，并且“1”指出活动的传输是单独传输。

而且，除操作码字段302之外，其余的活动更新消息300被认为是数据，并且由来自语音传输的完整“链路控制”(LC)消息和来自数据传输数据报头的信息来填充。例如，从LC消息或数据报头恢复紧急1比特字段312、316、群1比特字段320、322和地址308、310。

如果出现活动的传输并且如果进行扫描的SU被编程为检查用于寻址到所关注SU的传输的活动的传输(块222)，然后进行扫描的SU确定活动的传输是否寻址到所关注的SU(块212)。在其他情况下，进行扫描的SU检查，以查看进行扫描的SU是否被编程为接收活动的传输(块224)。例如，进行扫描的SU可以被编程为接收全部紧急呼叫，而不管活动的传输的源或目的地的标识(ID)。如果活动的传输是进行扫描的SU所关注的，则讲话者被除去静音，并且音频被传递到进行扫描的SU的用户(块218)。在其他情况下，进行扫描的SU移动到预编程扫描表中的下一个个性参数(块220)。

而且，如果出现活动的传输，则活动更新消息300也标识活动的传输SUID或TGID。如图3所示，标识字段308、310是如图3所示的8比特无用字段。而且，由于在活动更新消息300中存在有限数目的比特，因此，ID字段308、310是无用的。例如，如果在时隙1上的活动的传输指向SU16，并且由24比特SUID标识SU16，则ID字段308对于8比特来说是无用的。另一个示例是，在时隙2上的活动的传输指向通话群中的SU，例如SU12，在该SU12处由16比特TGID标识通话群。因此，ID字段310对于从16比特到8比特的TGID来说是无用的。如现有技术中已知的，存在用于执行散列法功能的很多算法，并且其中的一种公知的算法是通过生成多项式g(x)＝x⁸+x²+x+1的CRC-8求校验和。通过输入16比特TGID或24比特SUID，输出是8比特CRC散列的ID字段308、310，如图3所示。

如现有技术中已知的，在了解信道上活动的传输的颜色代码之前，可以接收活动更新消息300。在任何情况下，了解信道上活动的传输的颜色代码，并且该颜色代码是否匹配于进行扫描的SU的颜色代码对于判定是否停止进行扫描来说是重要的。如上文所述，如果不存在颜色代码的匹配(块208)，则进行扫描的SU调整到预编程扫描表中的下一个信道(块220)。

如果活动更新消息300的ID字段308、310匹配于进行扫描的SU的SUID或TGID(块212)，则进行扫描的SU确定活动的传输是语音还是数据(块213)。

如果活动的传输是数据(块226)，则进行扫描的SU保持在信道上，以恢复数据消息(块228)，并且等待直到数据传输结束，以接收数据终结符(块230)。在替换方案中，进行扫描的SU保持在信道上，以接收嵌入的限定信息。继续，数据终结符被解码为对寻址标识(或ID)进行标识(块232)。如果ID是进行扫描的SU所关注的(块234)，则进一步处理数据消息。在其他情况下，进行扫描的SU调整到预编程扫描表中的下一个信道(块220)。继续，进行扫描的SU确定是否请求数据消息的确认递送(块236)。如果请求了确认递送，则处理数据消息直到恢复全部数据消息(块238)。在一个实施例中，通过向BR发送“选择性自动重复请求”(SARQ)消息，执行全部数据消息的恢复。当恢复了全部数据消息时，进行扫描的SU调整到预编程扫描表中的下一信道。如果没有请求确认递送，则进行扫描的SU等待在信道上持续预定时间量，以进行可行的冗余或后继传输(块242)。在预定时间量期满时，进行扫描的SU调整到预编程扫描表中的下一个信道(块220)。

如果活动的传输是语音(块226)，则进行扫描的SU保持在信道上，以通过解密LC消息来执行活动的传输的完整链路控制(LC)限定，该LC消息标识了活动的传输是寻址到单独SU或通话群、紧急或非紧急的、以及活动的传输的源和目的地(块214)。在说明性实施例中，LC消息是7猝发CACH消息。执行完整LC限定意味着，进行扫描的SU等待所关注时隙上的LC消息，并且解码LC消息的ID字段，以确定活动的传输是否是进行扫描的SU所关注的。在无线通信全貌100的说明性实施例中，由于LC消息在每360msec中有一次是可用的，因此需要等待解码完整LC消息对于进行扫描的SU来说是耗时的。如果LC消息的ID字段是进行扫描的SU所关注的(块216)，则讲话者被除去静音，并且音频被传递到进行扫描的SU的用户(块218)。如果LC消息的ID字段不是进行扫描的SU所关注的(块216)，则进行扫描的SU调整到预编程扫描表中的下一个信道(块220)。

如果活动更新消息300的ID字段308、310没有包含进行扫描的SU所关注的id(块212)，则进行扫描的SU移动到预编程扫描列表中的下一个信道(块220)。在该情况中，进行扫描的SU不必等待LC消息。由于每360msec仅发送一次LC消息，因此，不必等待LC消息，这样改进了扫描功能期间进行扫描的SU所花费的时间。通过不心等待LC消息，进行扫描的SU能够快速地确定活动的传输不是所关注的，并且改进了扫描功能。

如现有技术中已知的，涉及颜色代码、活动更新消息300和LC消息的事件时序可以以任何次序发生。例如，在下述情况之前，可以由进行扫描的SU接收活动更新消息300∶1)活动的传输的颜色代码是已知的，或2)接收到完整LC消息。此外，在下述情况之前，可以接收完整LC消息：1)由进行扫描的SU接收到活动更新消息300，或2)活动的传输的颜色代码是已知的。此外，如图2所示，在下述情况之前，活动的传输的颜色代码：1)由进行扫描的SU接收到活动更新消息300，或2)接收到完整LC消息。

在任何情况中，基于所接收信息是否是用户所关注的，确定是否保持在信道上并且使音频传递到进行扫描的SU的用户。特别地，颜色代码的匹配和完整LC消息停止了扫描功能，并且使音频传递到进行扫描的SU的用户。颜色代码和活动更新消息300的ID字段308、310的匹配停止了扫描功能，在使音频传递到进行扫描的SU的用户之前，要求完整LC消息的匹配。

在说明性实施例中，ID字段308、310的匹配指出了活动的传输可以是进行扫描的SU所关注的。在这种情况中，进行扫描的SU保持在信道上，并且在使其自身保持在信道上并且使音频传递到订户单元的用户之前，执行活动的传输的链路控制(LC)限定。可替换地，如果不存在ID字段308、310的匹配，则进行扫描的SU继续对扫描列表中的下一个个性参数进行扫描。

通过在无线通信全貌100中利用活动更新消息300，扫描所花费的时间减小了。例如，在所描述的实施例中，进行扫描的SU能够用平均152msec标识不感兴趣的活动的传输。在最差情况中，进行扫描的SU占用了335msec来标识不感兴趣的活动的传输。在不使用本发明实施例的情况中，实验显示出，在平均TDMA系统中，进行扫描的SU能够在平均512msec中标识不感兴趣的活动的传输，并且在最差情况中是695msec。此外，在不使用本发明实施例的情况中，实验显示出，在平均FDMA系统中，进行扫描的SU能够在平均360msec中标识不感兴趣的活动的传输，并且在最差情况中是540msec。

此外，通过在无线通信全貌100中利用活动更新消息300，如果SU当前不是呼叫的一方，则作为呼叫一方的SU可以快速加入到呼叫中。该SU被称为后进入SU。例如，在所描述的实施例中，后进入SU在最小120msec中加入呼叫。  在最差情况中，后进入SU可以在约300msec中加入。在不使用本发明实施例的情况中，实验显示出，后进入SU占用约360msec，并且在最差情况中约720msec，用于加入呼叫。

以上参照特定实施例描述了本发明，本发明的其他优点和更新对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明在其广义方面来说，不限于所显示和描述的特定细节、代列表性装置、以及说明性示例。在上述的描述中，各种改变、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，应当理解，本发明不限于上文的描述，而是由所附权利要求的精神和范围概括了本发明的全部这些改变、更新和变化。

Claims (10)

1.一种用于在无线通信全貌100中通过订户单元扫描TDMA信道的方法，其中所述订户单元在操作中在多个信道上连接到至少一个无线电装置，所述方法包括以下步骤：

通过所述订户单元锁定定到所述多个信道的信道上，其中所述多个信道子集被预编程在所述订户单元的列表中；

从至少一个基地无线电装置向所述订户单元发射控制消息，其中所述控制消息具有第一信息，该第一信息向所述订户单元通知出现在所述多个信道中的所述信道上的活动；

由所述订户单元接收和解码所述第一信息的所述控制消息；以及

如果所述第一信息指出所述活动出现在所述多个信道的所述信道上，则

通过比较所述控制消息中的第二信息与预编程在所述订户单元中的第三信息，确定所述活动是否是所述订户单元所关注的；

如果所述活动是所述订户单元所关注的，则保持在所述多个信道的所述信道上，以接收出现在所述信道上的活动。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：如果所述活动是所关注的，则使出现在所述信道上活动的音频传递到所述订户单元的用户。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：确定所述活动语音传输还是数据传输。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：调整到预编程到所述订户单元中的所述列表中的下一个信道。

5.如权利要求1所述的方法，其中如果所述控制消息指出所述活动的目标为所述订户单元，则所述活动是所关注的。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述第二信息指出所述活动的特性，其中所述特性是选择自由以下各项组成的组：标识、语音、数据、群、单独的、紧急的和非紧急的。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括以下步骤：

如果所述活动是语音传输，则

恢复和解码链路控制消息，以标识信息；以及

通过比较所述标识信息与预编程在所述订户单元中的第四信息，确定所述链路控制消息是所述订户单元所关注的，并且如果所述链路控制消息是所关注的，则保持在信道上，以接收出现在所述信道上的活动；以及

如果所述活动是数据传输，则

恢复数据消息和数据终结符；

解码所述数据终结符，以对地址标识进行标识；以及

通过比较所述地址标识信息与预编程在所述订户单元中的第五信息，确定所述数据消息是所述订户单元所关注的，并且如果所述数据消息是所关注的，则保持在所述信道上，以进一步处理所述数据消息。

8.如权利要求1所述的方法，其中如果所述控制消息指出所述活动的目标不是所述订户单元，则所述活动是所关注的。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述第二信息指出所述活动是语音、数据、群、单独的、紧急的或非紧急的。

10.在TDMA系统中，一种用于扫描的方法，其中该TDMA系统包括多个订户单元和多个基地无线电装置，所述方法包括以下步骤：

锁定到预编程在订户单元列表中的信道上，由此所述信道在所述TDMA系统的一个时隙上承载活动；

接收来自所述多个基地无线电装置中的基地无线电装置的活动更新信息，其中所述活动更新消息指出所述信道上活动的至少一个特性；

通过比较所述至少一个特性与所述订户单元中的预编程信息，确定所述活动是否是所述订户单元所关注的；以及

如果所述活动是所关注的，则保持在所述信道上，以接收所述活动；否则，就移动到所述列表中的下一个信道。

Images